JP5903817B2

JP5903817B2 - Reactor device

Info

Publication number: JP5903817B2
Application number: JP2011204305A
Authority: JP
Inventors: 壮史岡田; 伸樹篠原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: JP2013065754A

Description

本明細書では、リアクトル装置を開示する。 In this specification, a reactor apparatus is disclosed.

ＤＣ−ＤＣコンバータなどにリアクトル装置が利用される。本明細書でいうリアクトル装置は、回路にリアクタンスを導入する機器であり、コイルを備えている。 A reactor device is used for a DC-DC converter or the like. The reactor device referred to in this specification is a device that introduces reactance into a circuit, and includes a coil.

一対のコイルを並置し、各コイルの一方の端部同士を接続して一対のコイルを直列に接続したリアクトル装置が開発されており、その一例が特許文献１に記載されている。 A reactor device has been developed in which a pair of coils are juxtaposed, one end of each coil is connected to each other, and the pair of coils is connected in series.

特開２００９−２４６２２２号公報JP 2009-246222 A

各コイルの一方の端部同士を接続して一対のコイルを直列に接続する場合、端部同士を溶接等して接続する必要があり、その接続部をケースから絶縁しておく必要がある。
特許文献１の技術では、その公報の図１に示されているように、相互に接続されている端部同士がコイルの外周面からコイルの半径方向の外側に向けて伸張しており、その接続部分を収容しておくケースが大型化する。また、ケースと接続部分を絶縁しておく絶縁部材が必要とされる。特許文献１の技術では、接続部分を絶縁しておく絶縁部材とケースの詳細を記載していない。 When connecting one end part of each coil and connecting a pair of coils in series, it is necessary to connect end parts by welding etc., and it is necessary to insulate the connection part from a case.
In the technique of Patent Document 1, as shown in FIG. 1 of the publication, ends connected to each other extend from the outer peripheral surface of the coil toward the outer side in the radial direction of the coil. The case that accommodates the connecting portion is enlarged. Further, an insulating member that insulates the case and the connecting portion is required. In the technique of Patent Document 1, details of the insulating member and the case for insulating the connection portion are not described.

本明細書で開示するリアクトル装置は、接続部分を絶縁した状態で収容しておく部分の小型化を図る。 The reactor device disclosed in this specification is intended to reduce the size of the portion that accommodates the connection portion in an insulated state.

本明細書で開示するリアクトル装置は、少なくとも一対のコイルと絶縁部材とコアを備えている。一対のコイルは並置されており、各コイルの一方の端部同士が接続されている。接続されている両端部はコイルの端面からコイルの伸張方向に突出している。
絶縁部材には、接続されている両端部を受けいれて取り囲む内壁と、内壁から距離を隔てた位置で内壁を取り囲む外壁が形成されている。絶縁部材にコアが固定されており、そのコアは絶縁部材からコイルの伸張方向に突出している。
組み立て終わったリアクトル装置では、並置されている一対のコイルの端面に絶縁部材が当接し、相互に接続されている両端部が内壁の内側に収容されており、コアがコイルの中空部に挿入されている。 The reactor device disclosed in this specification includes at least a pair of coils, an insulating member, and a core . The pair of coils are juxtaposed, and one end of each coil is connected. Both ends connected to each other protrude from the end face of the coil in the coil extension direction.
The insulating member is formed with an inner wall that receives and surrounds both connected ends, and an outer wall that surrounds the inner wall at a distance from the inner wall. A core is fixed to the insulating member, and the core protrudes from the insulating member in the extending direction of the coil.
In the reactor device that has been assembled, the insulating member abuts against the end faces of a pair of coils arranged side by side, both ends connected to each other are accommodated inside the inner wall, and the core is inserted into the hollow portion of the coil. It is.

上記のリアクトル装置では、コイルの端面からコイルの伸張方向に伸びている空間内に接続部分を収容する。その位置に収容すると、ケース形状が複雑化せず、しかもケースの大型化を避けることができる。また接続部分が内壁と外壁によって２重に絶縁され、接続部分とケース間の沿面距離も増大する。ケースの小型化と絶縁信頼性の向上がともに得られる。 In the reactor device described above, the connection portion is accommodated in a space extending from the end face of the coil in the extension direction of the coil. When accommodated in that position, the case shape is not complicated, and the case can be prevented from being enlarged. Further, the connecting portion is double insulated by the inner wall and the outer wall, and the creeping distance between the connecting portion and the case is increased. Both miniaturization of the case and improvement of insulation reliability can be obtained.

上記のリアクトル装置は、小型であり、絶縁信頼性が高い。車載するのに適している。 The reactor device is small and has high insulation reliability. Suitable for in-vehicle use.

実施例１のリアクトル装置の分解斜視図。1 is an exploded perspective view of a reactor device according to a first embodiment. 図１のボビンを図１と反対側から斜視した図。The figure which looked at the bobbin of FIG. 1 from the opposite side to FIG. 収容部にコイル端部を収容した状態を示す図。The figure which shows the state which accommodated the coil edge part in the accommodating part.

下記に示す実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）一対のコイルは、端面が同一面内に揃う関係で並置されている。
（特徴２）同一面内に揃っている端面側のコイルの端部同士が溶接されている。
（特徴３）溶接されている端部同士は、コイルの上面側に位置している。
（特徴４）溶接されている端部同士は、コイル外においてＵ字状に伸びているコアの上方に位置している。
（特徴５）コイルの底面側は、樹脂を介して、ケース内面に位置決めされている。 The main features of the embodiments shown below are listed.
(Characteristic 1) The pair of coils are juxtaposed in such a relationship that the end faces are aligned in the same plane.
(Characteristic 2) The ends of the coils on the end face side aligned in the same plane are welded together.
(Feature 3) The welded ends are positioned on the upper surface side of the coil.
(Feature 4) The welded ends are located above the core extending in a U shape outside the coil.
(Feature 5) The bottom surface side of the coil is positioned on the inner surface of the case via resin.

図１は、実施例のリアクトル装置１の分解斜視図である。図２は、図１のボビン２０を図１と反対側から斜視した図である。
図中の２は第１コイルであり、断面が扁平長方形をしている銅線をエッジワイズ巻きしたものである。銅線の表面は絶縁材で被覆されている。第１コイル２はＡ方向に伸張しており、中空部１０を備えている。図中の４は第２コイルであり、第１コイル２と同じ銅線で形成されている。第２コイル４もＡ方向に伸張しており、中空部１２を備えている。第１コイル２と第２コイル４は並置されており、第１コイル２の端面１１と第２コイル４の端面１３は、同一面内に揃っている。 Drawing 1 is an exploded perspective view of reactor device 1 of an example. 2 is a perspective view of the bobbin 20 of FIG. 1 from the opposite side to FIG.
Reference numeral 2 in the figure denotes a first coil, which is obtained by edgewise winding a copper wire having a flat rectangular cross section. The surface of the copper wire is covered with an insulating material. The first coil 2 extends in the A direction and includes a hollow portion 10. Reference numeral 4 in the figure denotes a second coil, which is formed of the same copper wire as the first coil 2. The second coil 4 also extends in the A direction and includes a hollow portion 12. The first coil 2 and the second coil 4 are juxtaposed, and the end surface 11 of the first coil 2 and the end surface 13 of the second coil 4 are aligned in the same plane.

第１コイル２では、端面１１側の端部１４から他方側の端部６に向けて、銅線がコイル状に巻かれている。第２コイル４では、端面１３側の端部１６から他方側の端部８に向けて、銅線がコイル状に巻かれている。
第１コイル２の端面１１側の端部１４と、第２コイル４の端面１３側の端部１６は、重ね合わされた状態で溶接されている。端部１４と端部１６の溶接箇所では、表面を被覆していた絶縁材が損傷しており、表面での絶縁が得られていない。端部１４と端部１６が接続されているために、第１コイル２と第２コイル４は直列に接続されている。他方の端部６と８の間に電圧をかけると、第１コイル２と第２コイル４の直列回路に電流が流れる。 In the first coil 2, a copper wire is wound in a coil shape from the end 14 on the end surface 11 side toward the end 6 on the other side. In the second coil 4, a copper wire is wound in a coil shape from the end 16 on the end face 13 side toward the end 8 on the other side.
The end portion 14 on the end surface 11 side of the first coil 2 and the end portion 16 on the end surface 13 side of the second coil 4 are welded in a superposed state. In the welded portion of the end portion 14 and the end portion 16, the insulating material covering the surface is damaged, and insulation on the surface is not obtained. Since the end portion 14 and the end portion 16 are connected, the first coil 2 and the second coil 4 are connected in series. When a voltage is applied between the other ends 6 and 8, a current flows through the series circuit of the first coil 2 and the second coil 4.

図中の２２は第１コアであり、図中の２４は第２コアである。第１コア２２と第２コア２４は、Ｕ字状コア２６で接続されている。第１コア２２は第１コイル２の中空部１０に挿入され、第２コア２４は第２コイル４の中空部１２に挿入される。Ｕ字状コア２６の周囲は絶縁材料（樹脂）で形成されているボビン２０で被覆されている。ボビン２０の第１コア２２と第２コア２４側には、つば状に広がっている平面部３６が形成されている。ボビン２０は、平面部３６と曲面部３０を備えており、平面部３６の背面側に段差３２が形成されている。Ｕ字状コア２６はボビン２０の曲面部３０内に埋設されている。 In the figure, 22 is the first core, and 24 in the figure is the second core. The first core 22 and the second core 24 are connected by a U-shaped core 26. The first core 22 is inserted into the hollow portion 10 of the first coil 2, and the second core 24 is inserted into the hollow portion 12 of the second coil 4. The periphery of the U-shaped core 26 is covered with a bobbin 20 made of an insulating material (resin). On the first core 22 side and the second core 24 side of the bobbin 20, a flat portion 36 that is widened in a collar shape is formed. The bobbin 20 includes a flat surface portion 36 and a curved surface portion 30, and a step 32 is formed on the back side of the flat surface portion 36. The U-shaped core 26 is embedded in the curved surface portion 30 of the bobbin 20.

図示されていないが、第１コイル２の端部６と第２コイル４の端部８の側にも、ボビン２０と同種のボビンが用意されている。そのボビン（第２ボビンという。ボビン２０のことは第１ボビンという）も、第１コアと第２コアとＵ字状コアを備えている。第２ボビンの第１コアは第１コイル２の中空部１０に挿入され、第２ボビンの第２コアは第２コイル４の中空部１２に挿入される。その状態で、第１コイル２の中空部１０内で、第１ボビン２０の第１コア２２の端面と、図示しない第２ボビンの第１コアの端面が当接し、第２コイル２の中空部１２内で、第１ボビン２０の第２コア２４の端面と、図示しない第２ボビンの第２コアの端面が当接する。組み立てが終了すると、第１ボビン２０の第１コア２２と、第１ボビン２０のＵ字状コア２６と、第１ボビン２０の第２コア２４と、第２ボビンの第２コアと、第２ボビンのＵ字状コアと、第２ボビンの第１コアの順で一巡する磁路が形成される。
また組み立てが終了すると、第１ボビン２０の端面２８が第１コイル２の端面１１と第２コイル４の端面１３に当接する。同様に、図示しない第２ボビンの端面が端部６側の第１コイル２の端面と端部８側の第２コイル４の端面に当接する。 Although not shown, a bobbin of the same type as the bobbin 20 is also prepared on the end 6 of the first coil 2 and the end 8 of the second coil 4. The bobbin (referred to as a second bobbin; the bobbin 20 is referred to as a first bobbin) also includes a first core, a second core, and a U-shaped core. The first core of the second bobbin is inserted into the hollow portion 10 of the first coil 2, and the second core of the second bobbin is inserted into the hollow portion 12 of the second coil 4. In this state, the end surface of the first core 22 of the first bobbin 20 and the end surface of the first core of the second bobbin (not shown) come into contact with each other in the hollow portion 10 of the first coil 2, and the hollow portion of the second coil 2. 12, the end surface of the second core 24 of the first bobbin 20 and the end surface of the second core of the second bobbin (not shown) abut. When the assembly is completed, the first core 22 of the first bobbin 20, the U-shaped core 26 of the first bobbin 20, the second core 24 of the first bobbin 20, the second core of the second bobbin, and the second A magnetic path that makes a round in the order of the U-shaped core of the bobbin and the first core of the second bobbin is formed.
When the assembly is completed, the end surface 28 of the first bobbin 20 comes into contact with the end surface 11 of the first coil 2 and the end surface 13 of the second coil 4. Similarly, the end surface of the second bobbin (not shown) comes into contact with the end surface of the first coil 2 on the end portion 6 side and the end surface of the second coil 4 on the end portion 8 side.

第１コイル２の端面１１側の端部１４と、第２コイル４の端面１３側の端部１６は、第１コイル２と第２コイル４の伸張方向Ａに沿って伸びている。第１ボビン２０の平面部３６の背後に、相互に接続された端部１４と端部１６を受け入れる収容部３４が形成されている。収容部３４は、段差３２内に位置している。すなわちＵ字状コア２６の上方に確保されている段差３２内に、端部１４と端部１６と、収容部３４が配置されている。 The end 14 on the end surface 11 side of the first coil 2 and the end 16 on the end surface 13 side of the second coil 4 extend along the extending direction A of the first coil 2 and the second coil 4. A receiving portion 34 for receiving the end portion 14 and the end portion 16 connected to each other is formed behind the flat portion 36 of the first bobbin 20. The accommodating portion 34 is located in the step 32. That is, the end portion 14, the end portion 16, and the accommodating portion 34 are disposed in the step 32 secured above the U-shaped core 26.

図２に示すように、収容部３４のコイル２，４側には、開口３８が形成されている。開口３８の内部に内壁４０が形成されている。内壁４０の内部には開口４２が形成されている。開口４２は、伸張方向Ａに沿って伸びている端部１４と端部１６を収容する大きさと位置に形成されている。収容部３４を形成している壁４４は、内壁４０から所定距離Ｂだけ離れており、内壁４０を取り囲んでいる。壁４４は、内壁４０に対する外壁である。 As shown in FIG. 2, an opening 38 is formed on the coil 2, 4 side of the housing portion 34. An inner wall 40 is formed inside the opening 38. An opening 42 is formed in the inner wall 40. The opening 42 is formed in a size and a position for accommodating the end 14 and the end 16 extending along the extension direction A. The wall 44 forming the housing portion 34 is separated from the inner wall 40 by a predetermined distance B, and surrounds the inner wall 40. The wall 44 is an outer wall with respect to the inner wall 40.

実際の使用時には、リアクトル装置をケースに収容して用いる。この際に、コイル２，４の底面とケースの底板の内側の面の間に樹脂を充填して、リアクトル装置をケース内に収容する。また、収容部３４の上面にケースの蓋板が当接する。
図３は、収容部３４に端部１４，１６を収容した状態を示している。内壁４０と外壁４４によって、溶接された端部１４，１６が図示しないケース（外壁４４の上面に当接している）から２重に絶縁されていることがわかる。ケースは外壁４４の上面に接することから、溶接された端部１４，１６からケースまでの沿面距離（絶縁体の表面に沿った距離）は、溶接された端部１４，１６からＣで示す位置までの距離となる。内壁４０と外壁４４の間に形成されている開口３８によって、溶接された端部１４，１６からケースまでの沿面距離は、図中の２×Ｄ分だけ拡大されていることがわかる。
なお端部１４，１６の下方では、内壁４０と外壁４４の２重構造が確保されていない。端部１４，１６とケースが接近している部分に、内壁４０と外壁４４の２重構造が配置されれば、２重構造による絶縁信頼性が確保される。 During actual use, the reactor device is housed in a case. At this time, resin is filled between the bottom surfaces of the coils 2 and 4 and the inner surface of the bottom plate of the case, and the reactor device is accommodated in the case. Further, the cover plate of the case comes into contact with the upper surface of the accommodating portion 34.
FIG. 3 shows a state in which the end portions 14 and 16 are accommodated in the accommodating portion 34. It can be seen that the welded end portions 14 and 16 are double-insulated by the inner wall 40 and the outer wall 44 from a case (not in contact with the upper surface of the outer wall 44) (not shown). Since the case is in contact with the upper surface of the outer wall 44, the creeping distance from the welded ends 14, 16 to the case (the distance along the surface of the insulator) is the position indicated by C from the welded ends 14, 16 It becomes the distance to. By the opening 38 formed between the inner wall 40 and the outer wall 44, it can be seen that the creepage distance from the welded ends 14 and 16 to the case is increased by 2 × D in the figure.
Note that a double structure of the inner wall 40 and the outer wall 44 is not secured below the end portions 14 and 16. If the double structure of the inner wall 40 and the outer wall 44 is disposed in a portion where the end portions 14 and 16 are close to the case, the insulation reliability by the double structure is secured.

本実施例によると、溶接することで表面の絶縁が損傷している端部１４，１６が、内壁４０と外壁４４によって２重に絶縁され、絶縁信頼性が向上している。また内壁４０と外壁４４の間に形成されている開口３８によって、表面の絶縁が損傷している端部１４，１６から収容部３４の外表面に至るまでの沿面距離が確保されており、沿面に沿った絶縁破壊に対しても抵抗力が高められている。 According to the present embodiment, the end portions 14 and 16 whose surface insulation is damaged by welding are double-insulated by the inner wall 40 and the outer wall 44, and the insulation reliability is improved. Further, the opening 38 formed between the inner wall 40 and the outer wall 44 secures a creepage distance from the end portions 14 and 16 whose surface insulation is damaged to the outer surface of the housing portion 34. Resistance to dielectric breakdown along the line is also increased.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

１：リアクトル装置
２：第１コイル
４：第２コイル
６：端部
８：端部
１０：中空部
１１：端面
１２：中空部
１３：端面
１４：端部
１６：端部
２０：ボビン
２２：第１コア
２４：第２コア
２６：Ｕ字状コア
２８：端面
３０：曲面部
３２：段差
３４：収容部
３６：平面部
３８：開口
４０：内壁
４２：開口
４４：外壁 1: Reactor device 2: First coil 4: Second coil 6: End portion 8: End portion 10: Hollow portion 11: End surface 12: Hollow portion 13: End surface 14: End portion 16: End portion 20: Bobbin 22: First 1 core 24: 2nd core 26: U-shaped core 28: end face 30: curved surface part 32: step 34: accommodating part 36: plane part 38: opening 40: inner wall 42: opening 44: outer wall

Claims

A reactor device including at least a pair of coils, an insulating member, and a core ;
A pair of coils are juxtaposed, one end of each coil is connected to each other, and both connected ends protrude from the end face of the coil in the coil extension direction,
An inner wall that receives and surrounds both ends connected to the insulating member, and an outer wall that surrounds the inner wall at a distance from the inner wall are formed,
The core fixed to the insulating member protrudes from the insulating member in the coil extension direction,
A reactor device characterized in that an insulating member abuts on the end faces of a pair of coils arranged side by side, both connected end portions are accommodated inside the inner wall, and a core is inserted into a hollow portion of the coil. .